城市高层建筑对燃气管道的影响研究

2011-08-15徐化周

科技传播 2011年3期

徐化周，李伟

新地能源工程技术有限公司，河北廊坊 065001

高层建筑的开发将是我国在未来一定发展阶段的必要发展，高层建筑的供气装置在进行高层建筑的设计过程中是必须要考虑的因素。在进行高层建筑室内燃气管道设计中，附加压头、建筑沉降、室内立管的热胀冷缩和自重等都是设计人员必须考虑解决的问题，只有将这些因素考虑齐全，才能够更好的保障高层建筑的质量安全，提高对资源的可利用率。

1 高层建筑供气的特点

高层建筑的供气与低层建筑的供气装置是有着非常大的区别的，高层建筑各类用户多，供气要求高，与一般的建筑的供气系统相比高层供气的安全性问题突出。现阶段，我国高层建筑供气主要特点如下：

1）高层建筑自重大，楼本身自然沉降量大，对燃气进户引入管危害很大。建筑物基础外围回填土沉降也对进户管有影响，这就对高层建筑在供气过程中增加了更多的因素；

2）由于高层建筑的楼层较多，住户也就相应的多些，所以燃气立管及支管也相应增加，自重较大，很容易引起管道压缩和弯曲应力突变，而环境温度变化易引起的管道内应力突变，使管道沉降断裂、扭曲，致使燃气泄露，发生事故，必须要对高层建筑的结构特点进行具体排查，摸清主要结构；

3）高层建筑的高度较一般建筑物要高，所以高层建筑在进行供气时，所要达到的高度就要增加，由此所产生的附加压力也会加大，如果使用操作不当，会引起燃具燃烧不稳定，燃气泄露，以至导致火灾，这对于高层建筑的安全是极为不利的，必须要采取措施加以控制；

4）由于一些不可抗因素的影响，比如风载荷和地震均使管道产生较大侧位移，使管道发生弯曲沉降，也有可能会引起燃气泄漏，以致可能发生火灾，危害极大，这对于人们的生产生活安全是极为不利的；

5）发生火灾时，如果处理不当，就会使报警系统自动化程度降低，这样会造成很大的财产损失及人员伤亡，阻碍国家社会发展的脚步，所以说，加强对城市高层建筑的供气管道的处理研究工作是至关重要的。

2 高层建筑的影响因素及解决措施

2.1 附加压头的影响及消除措施

一般来说，民用天然气燃具的额定压力pn=2000Pa，燃具前压力应在（0.75～1.5）pn范围内波动（GB 50028—2006）。当天然气压力超出此范围，燃具的热效率降低，燃烧不稳定，燃烧噪声大，出现脱火或者回火等现象。这对社会和人们的财产、人身安全是极为不利的。因此高层建筑的设计必须要有一定的限度，当楼层高度超过124m时，附加压力的影响会使灶前压力超过燃烧器的允许波动范围。为了使用户燃具前的压力波动范围变小，保障在一个合理的水平，更接近额定压力，在进行附加压头的措施过程中，有必要采取一定的措施，减小附加压力的影响，以此来保障用户的合法权益，保障人身安全。

2.2 高层的建筑沉降的影响及补偿措施

高层建筑经过一定的时间沉淀后，因为自重原因会产生一定的沉降量，从而可能导致引入管的切向应力大，引起管道变形，而建筑基础处回填土的沉降也会导致引入管局部悬空，容易引发事故。所以，在进行高层建筑的燃气管理的建设过程中，必须要注重对沉降的影响，一般情况下，高层建筑在竣工后5年内的沉降速度最大，这段时间必须要做好管道的监测控制工作，以便能够在第一时间采取有针对性的措施，随着时间的推移，以后沉降速度会逐渐降低。建筑物的沉降对燃气管道的影响也是非常大的，所以要做好防预工作，一是要加大引入管穿墙处的预留洞尺寸，给管道留有更大的储运空间，防止空间变小而挤压管道，以致破裂。二是要引入管穿墙前水平或垂直弯曲2次以上，减少损失。三是要引入管穿墙前设置金属柔性管或波纹补偿器，使燃气管道处于一个被保护的状态，不会出现有扭曲和弯曲现象，并使其处于自然伸展状态，切实保障燃气管道的供暖效果。

2.3 燃气立管的应力影响及热补偿

高层建筑层数较多，所涉及的空间较大，室内立管较长，自重产生的应力和环境温度变化产生的热应力都很大，两种内力共同作用，达到一定程度时，会造成主立管接口扭曲、断裂，表前管变形破坏，表接头松动，有可能会引起燃气泄漏，引发安全事故，这对人身财产安全是极为不利的。所以必须要做好燃气立管的应力措施，同时要采取相应的措施来保障，要加设波纹管，补偿管道由温差产生的伸缩量，从而消除应力，减少对高层建筑的影响。